β-淀粉样蛋白及其前体蛋白与Alzheimer病的关系
作者：高 洁 赖世隆
单位：广州中医药大学第二临床学院老年脑病研究所，广东 广州 510407
关键词：Alzheimer病；β-淀粉样蛋白；淀粉样前体蛋白
现代诊断与治疗990410
摘要：β-淀粉样蛋白(β-AP)及其前体蛋白(APP)与Alzheimer病(AD)的发病机制关系密切，本文就近年来对β-AP、APP生物学特性与AD发病关系的研究进展、有关β-AP沉积发生机制的几种假说及APP转基因动物研究近况等方面作一综述。
中图分类号：R749.1 文献标识码：A 文章编号：1001-8174(1999)04-0213-03
Relationship between β-Amyloid Protein,β-Amyloid Precursor Protein and Alzheimers Disease
, 百拇医药
GAO Jie,LAI Shi-long
(Institute of Senile Encephalopathy,The Second Clinical College Affiliated to Guangzhou Traditional Chinese Medicine University,Guangzhou 510407,China)
Alzheimer病(Alzheimers disease,AD)是引起痴呆最常见的一种类型，它是一种脑退行性疾患；患者的智力、记忆、感觉、定向、推理和判断能力都产生不可逆性的退化，严重危害人类健康，影响老年时期生活质量，对社会、经济造成巨大影响。其相关研究所获资助仅次于爱滋病而排列第二[1～3]。我国曾于1989年和1990年进行了两次较大规模的流行病学调查，发现60岁以上人群的患病率达3.46%～3.9%[4，5]，另有报道北京地区患病率为3.3%[6]，上海地区患病率为4.6%[7]。
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AD的病理改变主要为：明显的大脑萎缩、神经细胞内的神经纤维缠结(Neurofibrillary tangle,NFT)，细胞外的神经斑(Nuritic plaque)或称老年斑(senile plaque,SP)，以及累及皮层动脉和小动脉的血管淀粉样变性。此外，还可出现大量与记忆有关的神经元丧失。近年来研究证实，老年斑、血管淀粉样变性及神经纤维缠结均与β-淀粉蛋白(β-amyloid protein,β-AP)有关。β-AP是由其淀粉样前体蛋白(Amyloid precursor protein,APP)通过某种降解途径而产生。近年来有关APP、β-AP及淀粉样沉积的发生机制以及由此造成的AD的病理损伤越来越成为AD研究的一大热点。
1 β-AP的分子结构、生物学特性及在AD中的作用
β-AP又称β/A4蛋白，分子量约为4.2KD，由42(39～42)个氨基酸残基组成，呈β-褶叠片层结构。β-AP有很强的聚集性，许许多多的β-AP聚集起来形成高聚态才构成淀粉样蛋白纤维。多数学者认为，β-AP的沉积是AD病理学的诱发因素。Yanker[8]证实，β-AP对神经细胞具有营养和毒性双重作用，在低浓度(10-11～10-10)时对未分化的不成熟神经元有神经营养作用，而在高浓度(4×10-8～4×10-7)时对已分化的成熟神经元却有神经毒性作用，在AD患者脑中β-AP浓度很高，对成熟神经元起毒性作用，引起神经细胞变性死亡。β-AP除对神经元直接毒性外，还能提高许多其他物质的毒性，包括兴奋性氨基酸神经递质，如谷氨酸，这种作用与破坏细胞Ca2+内环境平衡有关。此外β-AP还可以促进自由基的细胞损伤效应，增加细胞因子引起的炎症反应等[9]。近来又把对β-AP毒性机理的研究转移到细胞内β-AP的积聚如神经纤维缠结。Shi Du Yan等[10]发现一种名叫ERAB的细胞内多肽，猜测可能是一种羟类固醇脱氢酶，该蛋白可和β-AP结合。它在正常组织中表达，在受AD影响的神经元中过度表达。ERAB可以和β-AP起免疫沉淀反应。β-AP对细胞的毒性通过阻断ERAB可以得到阻止，通过ERAB的过度表达而得到增强。推测ERAB可能通过和细胞内β-AP的相互作用而导致与AD相关的神经功能异常。
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过去多数认为，β-AP是疾病形成过程中产生的一种难溶性蛋白，然而，近年有人在健康人的脑脊液、血浆中亦分离出可溶性β-淀粉样蛋白(sAβ)。Busciglio等将β-AP与培养的人脑皮质神经细胞长期共育，发现其中一部分β-AP可形成致密的β-淀粉样沉淀，导致神经元退行性变；而另一部分β-AP未能形成沉淀，对实验的神经细胞无毒性作用，提示无毒性的可溶性β-AP形成有毒性的不溶性β-AP沉淀可能是AD发病机制中最重要的一个环节。此外，载脂蛋白E(apoE)对β-AP形成的影响是近来AD研究中比较引起重视的一个方面。apoE有三个等位基因apoε2、apoε3、apoε4，其中apoε4与AD关系密切，在老年斑及NFT中均发现有免疫活性的apoε4。Strittmatter[11]在体外分析了β-AP与纯化的apoε3和apoε4的亲和力，结果发现apoε4比apoε3有更强的亲和力。AD患者尸检发现，apoε4型AD患者比其他型患者有更强的β-AP着色，提示apoε4与β-AP之间的这种特殊关系可能是AD形成的另一种机制。
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2 APP的分子结构、生物特性及与AD的关系
β/A4来自于分子量为110～135KD的前体蛋白(Amyloid precursor protein,APP)，该蛋白的基因定位于人类21号染色体长臂的中段，基因转录后通过不同剪接方式可以产生6个以上转录产物：APP770、APP751、APP714、APP695、APP563、APP365等，前四者是主要形式，且均携带有相当于β-AP的片段，后两者不携带β-AP。APP770、APP751的mRNA中携带Kuitz型蛋白酶抑制剂的密码(KPI)，其余四种产物不携带KPI。APP具有多种生物功能：可能参与和维持细胞表面的受体和细胞以及细胞与间质之间的相互作用，是决定脑可塑性的重要因素；具有细胞粘附分子的特性，不仅对维持细胞结构起作用，而且能够调节细胞和组织的移行、分化和再生等功能。与炎症反应、凝集反应及组织损伤、修复等生物过程有密切关系[12，13]。可以说，在正常情况下，APP具有营养因子作用，那么APP是如何形成β-AP沉积造成AD的病理损害呢对此近年来人们从不同水平和角度进行了广泛的研究并提出了种种推测和假说。
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2.1 APP的分解代谢 目前认为APP可在两个部位进行代谢，一是在细胞膜，称为“分泌酶途径”，“分泌酶α”作用于β-APGln15～Lys16或Lys16～Leu17间的肽腱，产生一个大的N端片段分泌到细胞介质中去，称APPsec，小的C端片段仍留在膜上，称为APPmem，由于分解部位在β-AP分子内，故产生的两个片段都不含完整的β-AP，不具备形成淀粉样沉淀的能力[14]；“分泌酶β”作用于β-APPMet596～Asp597间的肽键，产生的C端为分子量12KD的片段，包含有完整的β-AP分子，可再降解为一个4KD的多肽，即β-AP[15]。目前还不清楚γ-分泌酶作用的准确位点，初步推测该位点位于β-AP序列的第39位氨基酸与APP的C-末端之间，分泌产物含有完整的β-AP序列[16]。近来值得引起重视的一个发现是APP在α分泌酶作用下形成的APPsec具有生长调节、神经营养的作用，能延长神经元的存活，稳定和加强突触的结构，增强神经元的功能等。决定APPsec这种营养作用的是APP的RERMS片段(Arg328～ser332)，APPsec的这种营养作用与β-AP的神经毒性作用之间的平衡对AD的发生有非常重要的意义[17]。APP的另一加工过程发生在细胞内，细胞膜上成熟APP可通过某种途径内聚到溶酶体中，由特异蛋白酶作用于β-AP两侧的肽键，导致完整的β-AP生成，此即所谓APP代谢的溶酶体途径，目前在溶酶体内已查到APP碎片，而且这些碎片中含有完整的β-AP[18]。尽管有β-AP的形成，为什么细胞不能把它们排除呢研究发现，APP在溶酶体内形成聚合物，细胞内的β-AP可耐抗正常降解过程，因此说细胞内β-AP沉着是通过溶酶体途径进行的。β-AP在溶酶体内异常聚集造成细胞损伤甚至死亡。
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2.2 APP基因突变 APP基因突变是一部分FAD(家族性AD)患者的病因，尤其是一部分早发型FAD的病因。APP基因突变发生在717密码，相当于Val717→Ile或Val717→Gly，Val717→Phe，即缬氨酸分别被异亮氨酸、甘氨酸或苯丙氨酸取代[19～21]。研究提示，APP基因突变可能通过以下途径干扰APP正常降解过程而促使有利于β-AP沉着的蛋白水解发生。(1)突变可致异常降解：由于APP770Val717位于该蛋白跨膜部内距β-AP羧基端很近，仅相隔3个氨基酸残基，这种结构改变可能导致APP裂解异常，促进β-AP生成。(2)Val717突变可造成β-AP片段C末端后的氨基酸替代，导致产生比β-AP(1～42)可溶片段更长的结构(42～43个氨基酸残基)，较长的β-AP具有更强的形成淀粉样沉淀的倾向。(3)突变可抑制携带β-AP的APP的C端的降解，稳定含有β-AP的片段。
虽然在一部分FAD患者中发现APP基因中存在点突变，但是有相当多的AD患者没有发现APP基因突变，这说明APP基因中发生点突变并不普遍，不能解释所有的FAD，而只能解释一小部分的早发型FAD。
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2.3 APP基因表达调控异常 许多实验室的研究结果表明，AD患者APP基因在转录水平上有一定变化。一种观点认为APP基因过表达是β-AP沉积的原因。Palmer[22]证实，AD脑基底核和蓝斑神经元中APPmRNA升高达2倍。Higgins[23]用原位杂交方法检测记忆损伤大鼠基底前脑APP表达发现APPKPI型(APP770、APP751)mRNA升高比APP695mRNA明显。Jeong[24]等检测快速衰老小鼠(SAM)时发现脑中海马区β-APPmRNA及APP蛋白含量随年龄增加而增加，认为海马APP过表达与SAM记忆丧失有关。现认为APP基因过表达是由于APP基因5端附近存在数个调控子，包括神经生长因子、白细胞介素-1、白细胞介素-2和热休克因子，它们在AD患者脑内的合成能力增加，进而促进了APP基因的表达或过度表达[25]。另一种观点认为各种APPmRNA比例失调是导致APP加工异常、β-AP沉积的原因。Premkumar[26]等用RT-PCR法发现AD患者脑血管标本βAPP770、βAPP751mRNA显著降低，βAPP695mRNA显著升高。而Ebstein[27]等研究表明AD患者淋巴细胞APP751mRNA与对照组相比无显著差异，APP751/APP770mRNA显著下降。Carme Sola[28]等认为，APPKPI型和非KPI型之间的不平衡(比例失调)导致βAPP加工过程变化，β-AP进行性积聚。但亦有实验表明，未发现AD患者与正常老年对照组APPmRNA水平有显著差异，βAPP的分布及βAPP的类型并不伴随神经纤维缠结、老年斑而变化[29]。
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2.4 蛋白酶抑制剂学说 近年来，在AD患者脑内SP中先后证实了数种蛋白酶抑制剂的存在，其中包括α1-AT、α1-ACT、nexin-Ⅱ，在AD脑内它们的合成均有明显增强。同时还发现APP751/APP770本身即表现有蛋白酶抑制剂活性(Kunitz族丝氨酸蛋白酶抑制区，KPI)。上述蛋白酶抑制剂究竟在β-AP沉积过程中扮演一个什么样的角色呢Selkoe等认为：AD脑内β-AP沉积之所以高于正常老年脑并不是由于β-AP合成的增加，而是由于β-AP形成后不能被蛋白酶及时地清除，从而使β-AP发生了不可逆性沉淀。Nobuya等则认为：APP水解存在着一个蛋白酶系统，蛋白酶抑制剂的作用不是抑制了β-AP的降解，而是促进了APP异常分解，使之朝向有利于β-AP形成的方向发展。推测，从APP水解到β-AP沉积过程中，可能存在一个蛋白酶-蛋白酶抑制剂平衡系统，在AD病理状态下，该系统平衡被破坏[30]。
3 APP转基因动物模型
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APP转基因模型的构建为研究APP在AD发病中的作用提供了活体依据。Quon等构建的APP转基因鼠在神经元特异性启动子(Dystrophin)控制下，能表达大量的APP751，并在大脑皮质和海马区域出现淀粉样蛋白免疫反应阳性斑块。Kammesheid等建立的转基因鼠在脑Dystrophin启动子控制下表达APP羧基端100个氨基酸多肽，利用APP多肽羧基端的抗体来检测转基因小鼠的大脑神经元和神经纤维发现有APP产物的积聚，认为神经元内β-AP蛋白的沉积是AD病理所见的SP之早期改变。Games等用突变的APP(Val717～Phe717)基因做转基因鼠，能表达大量的717突变的APP，并且逐渐形成AD的神经病理学特征，如β-AP淀粉样斑块的出现，突触减少及星形细胞、小胶质细胞增生等[31]。然而有许多研究无法重复出类似的结果，有报道APP转基因小鼠APP表达量不多，也不呈现淀粉样沉淀和神经纤维缠结等AD的病理改变。尽管APP转基因小鼠的实验结果有待进一步深入，但这些结果无疑对动物模型的成功奠定了基础。模型的成功将帮助人们更好地研究AD的发病机理及治疗途径。
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4 展望
近年来的研究初步表明β-AP沉积是Alzheimer型老年痴呆(SDAT)的主要病理特征，β-AP是由其前体蛋白APP在病理状态下异常加工而成。APP形成β-AP是一个多环节、多层次、多因素的复杂过程，以上观点虽然在一定程度上阐述了AD的发病机制，但仍存在一些尚未明了的问题：(1)β-AP仅是AD的一个标志即AD发展的必然结果，还是AD病理形成的一个重要因素即AD发病的原因(2)APP具有正常的生理功能，是一种神经营养物质，在什么样的病理情况下会诱发构型、剂量、代谢的异常改变(3)尽管有关APP转基因动物的报道为人们研究AD带来了生机，但这些动物模型都很不稳定，其后学者难以重复出相同的阳性结果，且无法复制出与人类AD完全一样的病理变化，从而在一定程度上影响了AD防治措施的研究进程。原因可能是动物的APP基因与人类存在差异或有不同的APP加工过程。以上问题的阐明将进一步深入揭示AD的发病机理，并为研究AD防治药物有效地作用于各个环节提供可靠的理论依据。
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作者简介：高 洁，女，广州中医药大学97级博士研究生，主要从事老年脑病的研究。
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收稿日期：1998-11-24, 百拇医药
单位：广州中医药大学第二临床学院老年脑病研究所，广东 广州 510407
关键词：Alzheimer病；β-淀粉样蛋白；淀粉样前体蛋白
现代诊断与治疗990410
摘要：β-淀粉样蛋白(β-AP)及其前体蛋白(APP)与Alzheimer病(AD)的发病机制关系密切，本文就近年来对β-AP、APP生物学特性与AD发病关系的研究进展、有关β-AP沉积发生机制的几种假说及APP转基因动物研究近况等方面作一综述。
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Alzheimer病(Alzheimers disease,AD)是引起痴呆最常见的一种类型，它是一种脑退行性疾患；患者的智力、记忆、感觉、定向、推理和判断能力都产生不可逆性的退化，严重危害人类健康，影响老年时期生活质量，对社会、经济造成巨大影响。其相关研究所获资助仅次于爱滋病而排列第二[1～3]。我国曾于1989年和1990年进行了两次较大规模的流行病学调查，发现60岁以上人群的患病率达3.46%～3.9%[4，5]，另有报道北京地区患病率为3.3%[6]，上海地区患病率为4.6%[7]。
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AD的病理改变主要为：明显的大脑萎缩、神经细胞内的神经纤维缠结(Neurofibrillary tangle,NFT)，细胞外的神经斑(Nuritic plaque)或称老年斑(senile plaque,SP)，以及累及皮层动脉和小动脉的血管淀粉样变性。此外，还可出现大量与记忆有关的神经元丧失。近年来研究证实，老年斑、血管淀粉样变性及神经纤维缠结均与β-淀粉蛋白(β-amyloid protein,β-AP)有关。β-AP是由其淀粉样前体蛋白(Amyloid precursor protein,APP)通过某种降解途径而产生。近年来有关APP、β-AP及淀粉样沉积的发生机制以及由此造成的AD的病理损伤越来越成为AD研究的一大热点。
1 β-AP的分子结构、生物学特性及在AD中的作用
β-AP又称β/A4蛋白，分子量约为4.2KD，由42(39～42)个氨基酸残基组成，呈β-褶叠片层结构。β-AP有很强的聚集性，许许多多的β-AP聚集起来形成高聚态才构成淀粉样蛋白纤维。多数学者认为，β-AP的沉积是AD病理学的诱发因素。Yanker[8]证实，β-AP对神经细胞具有营养和毒性双重作用，在低浓度(10-11～10-10)时对未分化的不成熟神经元有神经营养作用，而在高浓度(4×10-8～4×10-7)时对已分化的成熟神经元却有神经毒性作用，在AD患者脑中β-AP浓度很高，对成熟神经元起毒性作用，引起神经细胞变性死亡。β-AP除对神经元直接毒性外，还能提高许多其他物质的毒性，包括兴奋性氨基酸神经递质，如谷氨酸，这种作用与破坏细胞Ca2+内环境平衡有关。此外β-AP还可以促进自由基的细胞损伤效应，增加细胞因子引起的炎症反应等[9]。近来又把对β-AP毒性机理的研究转移到细胞内β-AP的积聚如神经纤维缠结。Shi Du Yan等[10]发现一种名叫ERAB的细胞内多肽，猜测可能是一种羟类固醇脱氢酶，该蛋白可和β-AP结合。它在正常组织中表达，在受AD影响的神经元中过度表达。ERAB可以和β-AP起免疫沉淀反应。β-AP对细胞的毒性通过阻断ERAB可以得到阻止，通过ERAB的过度表达而得到增强。推测ERAB可能通过和细胞内β-AP的相互作用而导致与AD相关的神经功能异常。
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过去多数认为，β-AP是疾病形成过程中产生的一种难溶性蛋白，然而，近年有人在健康人的脑脊液、血浆中亦分离出可溶性β-淀粉样蛋白(sAβ)。Busciglio等将β-AP与培养的人脑皮质神经细胞长期共育，发现其中一部分β-AP可形成致密的β-淀粉样沉淀，导致神经元退行性变；而另一部分β-AP未能形成沉淀，对实验的神经细胞无毒性作用，提示无毒性的可溶性β-AP形成有毒性的不溶性β-AP沉淀可能是AD发病机制中最重要的一个环节。此外，载脂蛋白E(apoE)对β-AP形成的影响是近来AD研究中比较引起重视的一个方面。apoE有三个等位基因apoε2、apoε3、apoε4，其中apoε4与AD关系密切，在老年斑及NFT中均发现有免疫活性的apoε4。Strittmatter[11]在体外分析了β-AP与纯化的apoε3和apoε4的亲和力，结果发现apoε4比apoε3有更强的亲和力。AD患者尸检发现，apoε4型AD患者比其他型患者有更强的β-AP着色，提示apoε4与β-AP之间的这种特殊关系可能是AD形成的另一种机制。
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2 APP的分子结构、生物特性及与AD的关系
β/A4来自于分子量为110～135KD的前体蛋白(Amyloid precursor protein,APP)，该蛋白的基因定位于人类21号染色体长臂的中段，基因转录后通过不同剪接方式可以产生6个以上转录产物：APP770、APP751、APP714、APP695、APP563、APP365等，前四者是主要形式，且均携带有相当于β-AP的片段，后两者不携带β-AP。APP770、APP751的mRNA中携带Kuitz型蛋白酶抑制剂的密码(KPI)，其余四种产物不携带KPI。APP具有多种生物功能：可能参与和维持细胞表面的受体和细胞以及细胞与间质之间的相互作用，是决定脑可塑性的重要因素；具有细胞粘附分子的特性，不仅对维持细胞结构起作用，而且能够调节细胞和组织的移行、分化和再生等功能。与炎症反应、凝集反应及组织损伤、修复等生物过程有密切关系[12，13]。可以说，在正常情况下，APP具有营养因子作用，那么APP是如何形成β-AP沉积造成AD的病理损害呢对此近年来人们从不同水平和角度进行了广泛的研究并提出了种种推测和假说。
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2.1 APP的分解代谢 目前认为APP可在两个部位进行代谢，一是在细胞膜，称为“分泌酶途径”，“分泌酶α”作用于β-APGln15～Lys16或Lys16～Leu17间的肽腱，产生一个大的N端片段分泌到细胞介质中去，称APPsec，小的C端片段仍留在膜上，称为APPmem，由于分解部位在β-AP分子内，故产生的两个片段都不含完整的β-AP，不具备形成淀粉样沉淀的能力[14]；“分泌酶β”作用于β-APPMet596～Asp597间的肽键，产生的C端为分子量12KD的片段，包含有完整的β-AP分子，可再降解为一个4KD的多肽，即β-AP[15]。目前还不清楚γ-分泌酶作用的准确位点，初步推测该位点位于β-AP序列的第39位氨基酸与APP的C-末端之间，分泌产物含有完整的β-AP序列[16]。近来值得引起重视的一个发现是APP在α分泌酶作用下形成的APPsec具有生长调节、神经营养的作用，能延长神经元的存活，稳定和加强突触的结构，增强神经元的功能等。决定APPsec这种营养作用的是APP的RERMS片段(Arg328～ser332)，APPsec的这种营养作用与β-AP的神经毒性作用之间的平衡对AD的发生有非常重要的意义[17]。APP的另一加工过程发生在细胞内，细胞膜上成熟APP可通过某种途径内聚到溶酶体中，由特异蛋白酶作用于β-AP两侧的肽键，导致完整的β-AP生成，此即所谓APP代谢的溶酶体途径，目前在溶酶体内已查到APP碎片，而且这些碎片中含有完整的β-AP[18]。尽管有β-AP的形成，为什么细胞不能把它们排除呢研究发现，APP在溶酶体内形成聚合物，细胞内的β-AP可耐抗正常降解过程，因此说细胞内β-AP沉着是通过溶酶体途径进行的。β-AP在溶酶体内异常聚集造成细胞损伤甚至死亡。
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2.2 APP基因突变 APP基因突变是一部分FAD(家族性AD)患者的病因，尤其是一部分早发型FAD的病因。APP基因突变发生在717密码，相当于Val717→Ile或Val717→Gly，Val717→Phe，即缬氨酸分别被异亮氨酸、甘氨酸或苯丙氨酸取代[19～21]。研究提示，APP基因突变可能通过以下途径干扰APP正常降解过程而促使有利于β-AP沉着的蛋白水解发生。(1)突变可致异常降解：由于APP770Val717位于该蛋白跨膜部内距β-AP羧基端很近，仅相隔3个氨基酸残基，这种结构改变可能导致APP裂解异常，促进β-AP生成。(2)Val717突变可造成β-AP片段C末端后的氨基酸替代，导致产生比β-AP(1～42)可溶片段更长的结构(42～43个氨基酸残基)，较长的β-AP具有更强的形成淀粉样沉淀的倾向。(3)突变可抑制携带β-AP的APP的C端的降解，稳定含有β-AP的片段。
虽然在一部分FAD患者中发现APP基因中存在点突变，但是有相当多的AD患者没有发现APP基因突变，这说明APP基因中发生点突变并不普遍，不能解释所有的FAD，而只能解释一小部分的早发型FAD。
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2.3 APP基因表达调控异常 许多实验室的研究结果表明，AD患者APP基因在转录水平上有一定变化。一种观点认为APP基因过表达是β-AP沉积的原因。Palmer[22]证实，AD脑基底核和蓝斑神经元中APPmRNA升高达2倍。Higgins[23]用原位杂交方法检测记忆损伤大鼠基底前脑APP表达发现APPKPI型(APP770、APP751)mRNA升高比APP695mRNA明显。Jeong[24]等检测快速衰老小鼠(SAM)时发现脑中海马区β-APPmRNA及APP蛋白含量随年龄增加而增加，认为海马APP过表达与SAM记忆丧失有关。现认为APP基因过表达是由于APP基因5端附近存在数个调控子，包括神经生长因子、白细胞介素-1、白细胞介素-2和热休克因子，它们在AD患者脑内的合成能力增加，进而促进了APP基因的表达或过度表达[25]。另一种观点认为各种APPmRNA比例失调是导致APP加工异常、β-AP沉积的原因。Premkumar[26]等用RT-PCR法发现AD患者脑血管标本βAPP770、βAPP751mRNA显著降低，βAPP695mRNA显著升高。而Ebstein[27]等研究表明AD患者淋巴细胞APP751mRNA与对照组相比无显著差异，APP751/APP770mRNA显著下降。Carme Sola[28]等认为，APPKPI型和非KPI型之间的不平衡(比例失调)导致βAPP加工过程变化，β-AP进行性积聚。但亦有实验表明，未发现AD患者与正常老年对照组APPmRNA水平有显著差异，βAPP的分布及βAPP的类型并不伴随神经纤维缠结、老年斑而变化[29]。
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2.4 蛋白酶抑制剂学说 近年来，在AD患者脑内SP中先后证实了数种蛋白酶抑制剂的存在，其中包括α1-AT、α1-ACT、nexin-Ⅱ，在AD脑内它们的合成均有明显增强。同时还发现APP751/APP770本身即表现有蛋白酶抑制剂活性(Kunitz族丝氨酸蛋白酶抑制区，KPI)。上述蛋白酶抑制剂究竟在β-AP沉积过程中扮演一个什么样的角色呢Selkoe等认为：AD脑内β-AP沉积之所以高于正常老年脑并不是由于β-AP合成的增加，而是由于β-AP形成后不能被蛋白酶及时地清除，从而使β-AP发生了不可逆性沉淀。Nobuya等则认为：APP水解存在着一个蛋白酶系统，蛋白酶抑制剂的作用不是抑制了β-AP的降解，而是促进了APP异常分解，使之朝向有利于β-AP形成的方向发展。推测，从APP水解到β-AP沉积过程中，可能存在一个蛋白酶-蛋白酶抑制剂平衡系统，在AD病理状态下，该系统平衡被破坏[30]。
3 APP转基因动物模型
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APP转基因模型的构建为研究APP在AD发病中的作用提供了活体依据。Quon等构建的APP转基因鼠在神经元特异性启动子(Dystrophin)控制下，能表达大量的APP751，并在大脑皮质和海马区域出现淀粉样蛋白免疫反应阳性斑块。Kammesheid等建立的转基因鼠在脑Dystrophin启动子控制下表达APP羧基端100个氨基酸多肽，利用APP多肽羧基端的抗体来检测转基因小鼠的大脑神经元和神经纤维发现有APP产物的积聚，认为神经元内β-AP蛋白的沉积是AD病理所见的SP之早期改变。Games等用突变的APP(Val717～Phe717)基因做转基因鼠，能表达大量的717突变的APP，并且逐渐形成AD的神经病理学特征，如β-AP淀粉样斑块的出现，突触减少及星形细胞、小胶质细胞增生等[31]。然而有许多研究无法重复出类似的结果，有报道APP转基因小鼠APP表达量不多，也不呈现淀粉样沉淀和神经纤维缠结等AD的病理改变。尽管APP转基因小鼠的实验结果有待进一步深入，但这些结果无疑对动物模型的成功奠定了基础。模型的成功将帮助人们更好地研究AD的发病机理及治疗途径。
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4 展望
近年来的研究初步表明β-AP沉积是Alzheimer型老年痴呆(SDAT)的主要病理特征，β-AP是由其前体蛋白APP在病理状态下异常加工而成。APP形成β-AP是一个多环节、多层次、多因素的复杂过程，以上观点虽然在一定程度上阐述了AD的发病机制，但仍存在一些尚未明了的问题：(1)β-AP仅是AD的一个标志即AD发展的必然结果，还是AD病理形成的一个重要因素即AD发病的原因(2)APP具有正常的生理功能，是一种神经营养物质，在什么样的病理情况下会诱发构型、剂量、代谢的异常改变(3)尽管有关APP转基因动物的报道为人们研究AD带来了生机，但这些动物模型都很不稳定，其后学者难以重复出相同的阳性结果，且无法复制出与人类AD完全一样的病理变化，从而在一定程度上影响了AD防治措施的研究进程。原因可能是动物的APP基因与人类存在差异或有不同的APP加工过程。以上问题的阐明将进一步深入揭示AD的发病机理，并为研究AD防治药物有效地作用于各个环节提供可靠的理论依据。
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作者简介：高 洁，女，广州中医药大学97级博士研究生，主要从事老年脑病的研究。
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收稿日期：1998-11-24, 百拇医药